高中物理《磁場》教案3 魯科版選修3-1

1、第三章 第一節(jié)電流【教學(xué)目的】1、理解電流形成的三個(gè)條件，知道電流速度是電場傳播的速度，不同于自由電子運(yùn)動速度2、知道電流的方向和單位，知道恒定電流的概念。3、復(fù)習(xí)歐姆定律，知道電阻的大小不是由電壓和電流決定的。【教學(xué)重點(diǎn)】理解電流形成的條件【教學(xué)難點(diǎn)】把靜電場中電場力做功的知識遷移到恒定電流中是一個(gè)難點(diǎn)【教學(xué)媒體】1、實(shí)驗(yàn)器材：干電池組，電鍵，電流表，導(dǎo)線，橡皮線2、課件：FLASH電流的微觀形成【教學(xué)安排】【新課導(dǎo)入】舊課知識遷移-我們之前面學(xué)習(xí)了電場的知識。電場對其中的電荷有力的作用，若是自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動。如：靜電場中的導(dǎo)體在達(dá)到靜電平衡狀態(tài)之前，其中自由電荷在電場力

2、作用下定向移動。電容器充放電過程中也有電荷定向移動。電荷的定向移動就形成了電流?！拘抡n內(nèi)容】1. 電流的形成條件板書： 1、電流大量電荷定向移動形成電流。2、電流形成的條件：閉合回路和電源提出問題：電流形成有什么條件？歸納：靜電場中導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡之前有電荷定向移動；電容器要能充放電就需要有導(dǎo)體與電源兩極相接，所以要有電流形成需要有導(dǎo)體，有自由移動電荷，可以定向移動。同時(shí)導(dǎo)體也提供自由電荷定向移動的“路”。導(dǎo)體包括金屬、電解液等，自由電荷有電子、離子等。演示書P46/實(shí)驗(yàn)，體會導(dǎo)體（有自由電荷，可以是金屬，也可以是電解液）是形成電流的必要條件之一。導(dǎo)體內(nèi)有電場強(qiáng)度不為零的電場，或者說導(dǎo)體兩端有

3、電勢差，從而自由電荷在電場力作用下定向移動。而且這種移動總是正電荷從高電勢走向低電勢；負(fù)電荷則從低電勢走向高電勢。例：書P49/1導(dǎo)體中自由電子從電勢低的一端移向電勢高處。持續(xù)電流形成條件：要形成持續(xù)電流，導(dǎo)體中場強(qiáng)不能為零，要保持下去，導(dǎo)體兩端保持電勢差（電壓）。電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)電流。因此：要有持續(xù)的電流，就必須有閉合回路和電源（提供穩(wěn)定的電勢差）2. 電流云層中積累的幾百庫侖的電荷量形成的強(qiáng)大電場可以把云層和空氣擊穿，讓空氣從絕緣體被電離成導(dǎo)體，擊穿時(shí)在很短時(shí)間內(nèi)這些電量會由電子從負(fù)電云層流向正電云層而中和放電。強(qiáng)大的電流如果擊中人，可以致人死亡。導(dǎo)體中電流有

4、強(qiáng)有弱，用一個(gè)物理量描述電荷定向移動的快慢，從而描述電流的強(qiáng)弱。提出問題：該用什么來表示電流的強(qiáng)弱呢？（學(xué)生討論）教師歸納并板書：度量電流的強(qiáng)弱，可以通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值。這樣可以通過電荷定向移動的快慢來描述電流強(qiáng)弱，這個(gè)比值稱為電流。板書：3、電流意義：描述電流的強(qiáng)弱；定義：用通過導(dǎo)體橫截面積的電量與時(shí)間的比值符號：I；定義式：；單位：安培（A）1A=1C/s；性質(zhì)：標(biāo)量。電流有方向，但不能用平行四邊形定則來合成或分解，我們初中學(xué)過并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以電流不是矢量。（有方向的量不一定是矢量，是否矢量關(guān)鍵看滿不滿足平行四邊形法則。）那么電流方向怎

5、么規(guī)定呢？正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞣较?，?fù)電荷定向移動方向與電流方向相反。閱讀書P48/課文，了解在電源外部，電場力使電流由高電勢流向低電勢，既從電源的正級流向負(fù)級。例：書P49/4D無論正負(fù)電荷的定向移動都能形成電流。例：書P49/2毫安和微安都是常用的電流單位。例：手冊P52/4；正離子向右運(yùn)動形成3A的向右電流，負(fù)離子向左運(yùn)動形成3A的向右電流，一共是6A。3. 電流的速度提出問題：我們經(jīng)常把電流比做水流，水龍頭打開，過了一會兒水就流出來了，電路中開關(guān)閉合，電燈就亮了，這個(gè)時(shí)間很短，似乎不需要時(shí)間似的。那么，從電路閉合到電燈亮起來，所用的時(shí)間是不是電荷從電源移動到電燈所用的時(shí)間呢？如果

6、是，那么電子的定向移動速度應(yīng)該是非常快的。但其實(shí)這種理解是錯(cuò)誤的。演示課件電流的形成。當(dāng)導(dǎo)體接在電源兩端時(shí)，電路中立刻建立起電場，場中各處的自由電子就同時(shí)運(yùn)動起來了，所以電流傳播的速度其實(shí)是電場傳播的速度，這接近于光速。而電荷的定向移動速度是很慢的，甚至比微觀粒子的分子熱運(yùn)動還要慢的多。一路上電子在電場作用力下前行，還要和前方路上的金屬離子以及其他電子碰撞。不過可以想到，自由電荷移動的快慢會影響到電流的大小。*我們可以設(shè)想一段導(dǎo)體，其橫截面面積為S，長度為L，其中單位體積的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，自由電荷的定向移動速度為v。那么，電荷移動形成的電流是多少呢？可算出這段導(dǎo)體內(nèi)的自

7、由電荷全部定向通過該導(dǎo)體的時(shí)間；可推出4. 電流分類：物理學(xué)中把電流方向始終不變的叫做直流電，而方向會隨時(shí)間改變的叫交流電。直流電里，若電流的強(qiáng)弱也不變，就稱為恒定電流，這是高中階段電流知識的重點(diǎn)。5. 回顧歐姆定律前面討論了電流，尤其是持續(xù)電流的形成，要求導(dǎo)體兩端有電勢差，即電壓。電流與電壓究竟有什么關(guān)系？ 對給定導(dǎo)體而言，導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，即IU（I=KU）；對不同導(dǎo)體而言，這個(gè)比值K不同。這個(gè)比值越大，電流越容易通過，因此比值的倒數(shù)反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用，我們用電阻值R=1/K來描述這一阻礙作用，所以有，這就是初中學(xué)習(xí)過的歐姆定律。表述為：導(dǎo)體中電流跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。大量實(shí)驗(yàn)表明，歐姆定律適用于純電阻電路（金屬、電解液等）。電壓單位用伏特（V），電流單位用安培（A），電阻單位用歐姆，符號，且1=1V/A我們還常用單位K和M： 1k=1000，1M=106。電阻是導(dǎo)體的特性，所以歐